-
ANALISA IMPLEMENTASI METODE HIGH PERFORMANCE TUNING
PADA MESIN SEPEDA MOTOR TIPE YAMAHA 5TP 4-TAK 180 cc
1.Abdul Hamid, 2.M.Hasudungan EMS
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Universitas Mercu Buana
ABSTRAK
Proses modifikasi untuk meningkatkan performa mesin, diantaranya peningkatan daya, torsi
dan power band pada mesin motor bakar 4-tak untukk eperluan harian maupun kompetisi. Proses
modifikasi yang dimaksud adalah dengan metode High Performance Tuning. Metode ini berkaitan
dengan peningkatan efesiensi volumetrik, efisiensisiklus, efektifitas proses ekspansi, peningkatan
rentang RPM yang lebih maksimal, penerapan camshaft yang lebih agresif, systemexhaust yang
mendukung peningkatan performa, system suplai campuran bahan bakar ideal. Selanjutnya
beberapaaspekdiatas serta beberapa komponen dan sistem yang berkaitan dengan metode ini harus
saling mendukung pada level yang sama agar menciptakan kinerja seluruh sistem yang selaras.
Dimana penentuan level keselarasan seluruh system itu ditentukan oleh karakter performa mesin
yang dibutuhkan atau diinginkan, setelah lebih dahulu menyadari kompromisasi dari setingan power
band pad arentang RPM tertentu.
Langkah-langkah pada metode yang dimaksud akan diterapkan semaksimal mungkin pada
sebuah mesin sepeda motor tipe Yamaha 5TP yang diberikan peningkatan volume selinder menjadi
180 cc (Bore Up), yang akan digunakan pada kompetisi DragBike. Lalu mesin tersebut akan diuji
Dynotest agar dapat diketahui besar peningkatan performa yang meliputidaya, torsi, rentang RPM
maksimum, puncak daya dan torsi maksimum pada RPM tertentu dan menganalisa konsumsi bahan
bakarnya.
Dengan penerapan metode High Performance Tuning yang bermaksud untuk memindahkan
powerband mesin ke tingkat RPM mesin yang lebih tinggi agar memberikan output power yang
maksimal, terbukti bahwa dengan uji coba yang dilakuan oleh penulis pada mesin sepeda motor
Yamah Jupiter Z tipe mesin 5TP pada awalnya powerband berada pada 5000-8000 rpm, meningkat
menjadi 9000-12500 rpm.
Kata kunci : Performa mesin sepeda motor Yamaha Jupiter Z yang sudah dimodifikasi pada
sistem sirkulasi fluida bakarnya, dengan metode High Performance Tuning.
-
2
1) PENDAHULUAN
Ilmu pengetahuan dan teknologi merupakan
suatu hal yang akan terus berkembang sesuai
dengan kebutuhan dan kemampuan manusia
untuk beradaptasi dengan masa dan
tuntutannya. Ide, mimpi dan berbagai
penemuan menjadi sumber inspirasi untuk
meningkatkan mutu kehidupan masing-
masing individu dan profesinya.
Pada kesempatan ini penulis mencoba untuk
memberikan informasi dan arahan mengenai
salah satu teknik peningkatan performa suatu
mesin motor bakar tipe 4 langkah (4-tak)
yang diterapkan pada ajang kompetisi sepeda
motor roda dua kelas dragbike. Penyampaian
suatu teknik peningkatan performa pada
mesin 4 langkah ini juga dapat memberikan
manfaat untuk pengembangan teknologi pada
mesin kendaraan yang dipakai secara masal
untuk berbagai kebutuhan operasional di
zaman sekarang ini.
Seringkali istilah Torsi diartikan dengan salah
untuk mendeskripsikan kekuatan mesin di
RPM Rendah. Dalam kenyataannya,
Daya(horsepower) adalah satu-satunya yang
berperan penting, karena torsi hanyalah
pengukuran statis dalam menilai kekuatan
lenting. Dalam sebuah kompetisi balap
sepeda motor, tujuan utamanya adalah
menciptakan sebuah mesin sepeda motor
yang mampu menghadirkan kekuatan
pergerakan linier akselerasi dari 6.000 RPM
ke puncak RPM limiter. Kunci untuk
mencapai tujuan itu tertanam pada
pemahaman cara kerja mesin menciptakan
tenaga.
Ketika torsi (Kekuatan Statis)
dikombinasikan oleh putaran kruk as dalam
satuan waktu -RPM-, hasilnya adalah
Horsepower (Kinerja/Akselerasi). Dari tiga
faktor perhitungan, satu-satunya konstanta
pasti adalah RPM. Dengan kata lain, RPM
akan selalu meningkat dalam sebuah progresi
numeric sempurna, sehingga jika mesin dapat
di setup untuk menciptakan keluaran torsi
konstan melalui rentang RPM yang lebar,
Horsepower akan secara otomatis mengalikan
progresi linier sempurna yang sama dengan
RPM.
Sebuah kekuatan torsi yang relatif rata pada
setiap rentang RPM adalah poin penting dari
tantangan mendisain mesin high-
performance. Karena umumnya ketika mesin
sudah di seting ulang untuk menciptakan
lebih banyak torsi di rentang RPM tertentu,
akan terjadi kehilangan torsi di rentang RPM
lainnya akibat dari karakter/disain setup
komponen mesin yang mendukung
maksimalisasi persentase efesiensi
volumetrik pada rentang RPM tertentu, maka
harus dicermati adanya kompromisasi setup
mesin yang cenderung menghasilkan output
torsi maksimal pada rentang RPM tertentu.
Dimana apabila mesin didisain agar
menghasilkan efesiensi volumetrik dan torsi
maksimum pada tingkat RPM yang tinggi
maka mesin akan memberikan output daya
(horsepower) yang lebih besar.
2) LANDASAN TEORI
2.1. Prinsip Dasar Mesin Motor Bakar 4
Langkah
Secara umum pemahaman mesin 4 tak (4
langkah) adalah sebuah kesatuan banyak
komponen dan sistem yang membentuk
kinerja dimana dalam menghasilkan sebuah
tenaga konversi kalor menjadi kinetik
dibutuhkan 4 siklus kerja berdasarkan rotasi
kruk as dan translasi torak/piston. 4 langkah
gerak bolak-balik (reciprocal) piston itu
adalah : langkah hisap, langkah kompresi,
langkah usaha (power), langkah buang.
Setiap langkah piston dari TMA (titik mati
atas) ke TMB (titik mati bawah) dan
sebaliknya membutuhkan durasi kinerja kruk
-
3
as sejauh 180 derajat, oleh karenanya satu
siklus utuh mesin 4 langkah membutuhkan
720 derajat durasi kruk as, sama dengan 360
derajat durasi camshaft, atau 2 kali putaran
kruk as = 1 kali putaran camshaft.
Pemahaman dasar tentang cara kerja mesin 4
langkah sangat penting sebelum kita
mengembangkan tenaga lebih dari
standarnya.
Grafik 2.1. Ilustrasi Siklus Mesin 4
Langkah Dengan
Spesifikasi Standar
(Penggunaan Harian).
Gambar 2.1.
Ilustrasi 4 langkah mesin motor bakar
4-tak.
*(Sumber : Buku FOUR STROKE
PERFORMANCE TUNING. (A.Graham
Bell))
1. Proses hisap. Piston bergerak dari
TMA ke TMB, valve inlet terbuka,
campuran udara/bahan-bakar terhisap
masuk oleh piston.
2. Proses kompresi. Piston bergerak dari
TMB ke TMA, kedua valve tertutup,
campuran udara/bahan-bakar
dipadatkan menuju kubah ruang bakar
(combustion chamber) oleh piston.
3. Proses usaha. Busi menyala
meledakkan campuran udara/bahan-
bakar hingga terjadi ekspansi gas bakar
dan mendorong piston bergerak dari
TMA ke TMB.
4. Proses buang. Valve buang terbuka,
piston bergerak dari TMB ke TMA
membantu proses aliran gas sisa
pembakaran keluar dari selinder.
2.2. Definisi Metode High Performance
Tuning
Hasil daya pada mesin motor bakar bolak-
balik (reciprocal), dihasilkan dari perkalian
besaran torsi dan besaran RPM. Maka
semangkin besar torsi yang didapat pada
setiap langkah usaha dikalikan dengan
tingginya RPM yang dapat dicapai akan
menghasilkan besaran nilai daya yang selaras,
teori ini menjadi landasan metode high
performance tuning.
Definisi metode High Performance Tuning
adalah suatu metode untuk merencanakan
disain pada mesin motor bakar 4-langkah
agar menghasilkan daya semaksimal
mungkin untuk penggunaan secara
maksimal, dengan cara meningkatkan
jumlah RPM dan menerapkan
perhitungan disain yang sesuai, agar
besaran keluaran torsi tetap optimal pada
RPM tinggi, tanpa menggunakan
turbocharger ataupun supercharger.
-
4
Catatan 2.1.:
Definisi metode High Performance Tuning
adalah suatu kesimpulan dan rangkuman
yang penulis peroleh dari buku karya
A.Graham Bell berjudul FOUR
STROKE PERFORMANCE TUNING,
Third Edition. London, penerbit : Haynes
Publishing. 2006.
Sehingga dapat diringkaskan bahwa metode
High Performance Tuning adalah
menentukan disain dan memanage
(managing) suatu mesin, agar memberikan
nilai efisiensi dan efektifitas terbaik dari
seluruh sistem pada mesin, terutama pada
sistem sirkulasi fluida bakar, untuk
difokuskan pada rentang RPM tinggi
potensial atau RPM maksimum. Dengan
mengesampingkan raihan daya mesin pada
rentang RPM rendah.
Komponen mesin yang berpotensi menjadi
tujuan utama dalam penerapan metode High
Performance Tuning :
1. Camshaft
2. Spring Valve
3. Valve
4. Inlet Port dan Exhaust Port
5. Ignition Management System
6. Exhaust System
7. Volume Ruang Bakar
8. Karburasi
Seluruh metode peningkatan daya pada mesin
motor bakar 4 langkah baik itu turbocharger,
supercharger dan (NA(Naturally Aspirated)
sebagai dasar dari metode high
performance tuning) memiliki kesamaan,
yang pada prinsipnya adalah bagaimana
sebuah mesin dengan kapasitas yang
terbatas dapat memproses sebanyak
mungkin campuran gas bakar yang dapat
dihisap dan kemudian dikonversikan
secara efektif menjadi energi kinetik dan
menghasilkan daya maksimal (Sumber :
www.howstuffworks.com). Secara garis
besarnya pada metode high performance
tuning prinsip diatas diwujudkan dengan
cara meningkatkan jumlah putaran mesin
(RPM), semangkin tinggi RPM yang dapat
dicapai oleh suatu mesin motor bakar 4
langkah, maka akan semangkin tinggi pula
hasil daya yang dapat diraih. Dan tantangan
utama dalam mewujudkan metode ini adalah
agar tetap menjaga optimalisasi besaran torsi
yang dihasilkan pada rpm rentang tinggi.
*(Sumber : http://www.ajdesigner.com)
Grafik 2.2.
Ilustrasi Performa Mesin Sepeda Motor
110cc spesifikasi standar (penggunaan
harian).
Grafik 2.3.
-
5
Ilustrasi Performa Mesin Sepeda
Motor 110cc dengan metode High
Performance Tuning.
Metode ini memfokuskan suatu mesin
untuk memberikan rentang torsi
maksimum pada RPM tinggi, dimana untuk
mendapatkan torsi maksimum adalah dengan
meningkatkan efisiensi volumetrik (VE) pada
tingkat RPM yang sama. Perlu diketahui
bahwa apabila suatu mesin didisain untuk
menghasilkan torsi maksimum pada
rentang RPM rendah maka akan terjadi
penurunan torsi pada RPM tinggi, akibat
dari disain sistem kerja mesin yang tidak
mendukung nilai efisiensi volumetrik pada
RPM tinggi, hal ini juga berlaku
sebaliknya.
Kebanyakan mesin kendaraan pada
penggunaan harian, rata-rata memiliki VE
maksimum sebesar 90 97% dan tak lebih
dari 100% dikarenakan penerapan disain port,
valve dan camshaft diterapkan untuk
mendukung pencapaian torsi maksimal pada
rentang RPM pertengahan, yang
mangakibatkan upaya mesin saat melakukan
langkah hisap sangat mengandalkan gerak
turun piston dari TMA ke TMB. Pada mesin
yang didisain dengan metode high
performance tuning, nilai VE maksimumnya
dapat mencapai 120% dikarenakan usaha
mesin saat melakukan langkah hisap tidak
hanya mengandalkan pergerakan piston dari
TMA ke TMB, tetapi juga dibantu
momentum aliran gas yang terus terjaga
akibat dari tingginya frekuensi langkah hisap,
bantuan terbesar diberikan oleh sistem
exhaust, pada metode high performance
tuning yang mengizinkan mesin untuk
memulai penghisapan campuran gas sebelum
berakhirnya langkah buang akibat dari
momentum gas buang yang masih memiliki
tekanan agar dimanfaatkan untuk menarik
campuran gas baru.
Diagram 2.1. Ilustrasi Mesin
Performa Tinggi.
2.3. Kecepatan Gas Pada Inlet Port (Inlet
Gas Speed)
Mesin motor bakar 4-tak yang digunakan
sehari-hari biasanya sengaja didisain agar
memberikan keluaran torsi maksimum pada
rentang RPM pertengahan (Mid RPM), hal ini
diberlakukan agar kendaraan dapat
dikendalikan dengan nyaman dan sesuai
fungsi, dimana dalam penggunaan sehari-hari
sangat jarang konsumen menggunakan
performa mesin secara maksimal. Hal ini
mewajibkan penerapan disain port serta
bagian-bagian komponen pada head cylinder
yang sesuai untuk mendukung sirkulasi
fluida/aliran gas yang ideal, agar
maksimalisasi persentase VE tetap terjaga
pada rentang RPM menengah yang kemudian
akan menghasilkan besaran torsi maksimal
pada rentang RPM yang sama.
Ada beberapa standarisasi dalam menentukan
disain port untuk mendapatkan aliran gas
yang ideal saat memasuki selinder, setelah
menentukan nilai aliran gas yang ideal,
-
6
dimana aliran gas (flow rate) ini didapat dari
hasil perkalian antara kecepatan gas(GS) dan
luas area inlet port. Satu cara untuk
mendapatkan ukuran inlet port yang sesuai
adalah dengan menjaga nilai kecepatan gas
masuk (GS), gas speed harus terjaga pada
angka 60 sampai 100 m/s. Hal ini penting
sebagai standarisasi dalam penentuan disain
inlet port. Kecepatan gas yang ideal akan
membantu mesin untuk mendapatkan nilai
VE yang baik, karena efek dari momentum
aliran gas saat memasuki selinder yang
diberikan dari kecepatan gas ideal. Kecepatan
gas dibawah 60 m/s akan memberikan nilai
VE yang buruk akibat dari kurangnya
momentum aliran gas, dan kecepatan gas
diatas 100 m/s akan memberikan efek buruk
terhadap homogenisasi campuran bahan
bakar dan udara.
Dengan rumus dibawah ini dapat menentukan
besaran diameter Inlet Port dengan tetap
menjaga kecepatan gas ideal pada RPM yang
diinginkan sebagai puncak torsi pada suatu
mesin.
Rpm =
IPa =
Keterangan:
GS =Gas Speed(Feet/Second)
K =Konstanta 5.900 untuk dua valve
dan 5.400 untuk empat valve
IPa =Inlet Port area
CV =Volume Selinder (cc)
*(Sumber : Buku FOUR STROKE
PERFORMANCE TUNING. (A.Graham
Bell))
Grafik 2.5.
Ilustrasi Kecepatan Gas (GS) Saat Langkah Hisap
Untuk Mesin Dengan Torsi Puncak Pada 5000rpm.
Grafik 2.6.
Ilustrasi Kecepatan Gas (GS) Saat Langkah Hisap
Untuk Mesin Dengan Torsi Puncak Pada 9000rpm.
Tabel 2.5. Data Ukuran Valve.
*(Sumber : Buku FOUR STROKE
PERFORMANCE TUNING. (A.Graham
Bell))
HighPerformance Valve Diameter
Untuk mesin dengan 2 valve per selinder
-
7
Tabel 2.6. Data Ukuran Valve
untuk mesin dengan 4
valve.
*(Sumber : Buku FOUR STROKE
PERFORMANCE TUNING. (A.Graham
Bell))
Untuk mesin dengan 4 valve per selinder
3) DATA MESIN YANG DIANALISA
Metode High Performance Tuning yang
sudah dijabarkan pada BAB II, akan
diterapkan pada mesin sepeda motor jenis
bebek Yamaha Jupiter Z, dengan tipe mesin
5TP 4-tak 110 cc. Data dan spesifikasi
standar pabrikan akan diterangkan pada
subbab dibawah. Data mengenai modifikasi
pada mesin yang sama setelah diberikan
penerapan metode High Performance Tuning
juga akan diterangkan pada subbab
selanjutnya.
Metode penilitian yang akan dilakukan pada
mesin, secara nyata meliputi dua jenis
penelitian, yaitu penelitian unjuk kerja mesin
yang terdiri dari dua jenis pengujian (testing),
yaitu :
1. UjiDynotest
2. Uji konsumsi bahan bakar pada
RPM konstan.
3.1. Data dan Spesifikasi Mesin Sepeda
Motor Yamaha Jupiter Z Tipe
Mesin 5TP 4-tak 110 cc Standar
Pabrikan
Gambar 3.1. Brosur Spesifikasi
Sepeda Motor Yamaha
Jupiter Z.
*(Sumber : Dealer Sepeda Motor
Yamaha)
3.1.1. Data Umum
1. Tipe Mesin : SOHC 2 valve/selinder
2. Diameter Piston (D) : 51 mm
3. Langkah Piston (H) : 54 mm
4. Volume Selinder : x x H
= x x 5,4 = 110,312 cc
5. Rasio Kompresi : 9,3 : 1
6. Berat Kosong Kendaraan : 98 kg
7. Diameter Karburator : 17 mm
-
8
8. Batasan Putaran Mesin : 9500 RPM
(Batasan Putaran Mesin (Engine
Limiter) dikontrol oleh sistem CDI
yang memutus pengapian saat mesin
berputar lebih dari 9500 RPM)
Gambar 3.2. Sepeda Motor Yamaha
Jupiter Z.
Gambar 3.3. Selinder Sepeda Motor
Yamaha Jupiter Z.
3.1.2. Data Performa
Pabrikan Yamaha mengklaim bahwa mesin
sepeda motor yang disebutkan diatas, dalam
kondisi sangat baik dan baru, memiliki
performa sebagai berikut :
1. Torsi Maksimum :
0,92 Kgf.m pada 5000 rpm=
6,654lbf-ft
2. Daya Maksimum : 8,8 HP pada 8000
rpm
3.1.2.1. Data Dynotest
Sedangkan pengujian Dynotes terhadap mesin
kendaraan yang sama dalam kondisi baik dan
layak pakai, menunjukan sedikit perbedaan :
1. Yamaha Jupiter Z 2007 :
- Kondisi Standar
- Belum Pernah Overhoul
2. Tanggal Pengujian : 05-08-2011
3. Umur pakai kendaraan : 4 Tahun
Grafik 3.1.
Grafik Uji Dynotest Pada Sepeda Motor
Yamaha Jupiter Z 5TP 4-tak Standar.
*(Sumber : www.magicgoldring.com)
Tabel 3.1.
Data Uji Dynotest Pada Sepeda Motor
Yamaha Jupiter Z 5TP 4-tak Standar.
Tabel 3.2.
Perbandingan Torsi dan Daya
darihasilpengujianDynotestPada
Sepeda Motor Yamaha Jupiter Z 5TP
4-tak Standar.
-
9
Perbedaan data performa yang terjadi antara
data dari pabrikan dan data dari hasil
pengujian dynotest pada grafik diatas, sangat
mungkin terjadi karena beberapa faktor,
contoh :
1. Perbedaan jenis dan metode Dynamometer
2. Perbedaan kondisi udara, lingkungan dan
kualitas BBM
3.1.3. Data Head Cylinder
A. Port dan Valve
1. Diameter Inlet port : 18,5
mm
2. Diameter Inlet valve : 23 mm
3. Diameter Exhaust port : 20
mm
4. Diameter Exhaust valve : 20
mm
5. Kecepatan Gas (GS) pada inlet port :
GS = 68,3 m/s pada 5000 rpm
= 224 ft/s pada 5000 rpm
*)Perhitungan kecepatan gas (GS) pada
inlet port sepeda motor Yamaha Jupiter Z
5TP 4-tak dapat dilihat pada (contoh soal
2.1).
Gambar 3.4. Diameter Inlet Port dan
Inlet Valve.
Gambar 3.5. Exhaust Port dan
Exhaust Valve.
B. Camshaft
Tabel 3.3.
Data camshaft standar Yamaha Jupiter
Z Tipe Mesin 5TP 4-tak
Gambar 3.6. Camshaft standar sepeda
motor Yamaha Jupiter
Z .
C. Data Pegas Katup (Spring Valve) standar
Tabel 3.4. Data pengujian pegas
katup standar Yamaha
Jupiter Z
-
10
Gambar 3.7. Jarak tekan pegas
katup.
Gambar 3.8.
Pegas katup (valve spring)standar
sepeda motor Yamaha Jupiter Z.
D. Data Sistem Exhaust
1. Diameter dalam Pipa Primer : 20,5 mm
2. Panjang Pipa Primer : 45 cm
3. Diameter dalam Pipa Sekunder : 24 mm
4. Panjang Pipa Sekunder : 20 cm
Gambar 3.9.
Sistem Exhaust Sepeda Motor Yamaha
Jupiter Z.
E. Asumsi Kecepatan Maksimum
Perhitungan rumus kecepatan maksimal
melalui perhitungan berat total kendaraan dan
daya maksimal :
-Berat kendaraan beserta BBM dan Pelumas
= 100 kg
-Berat pengemudi = 60 kg
-Berat total kendaraan = 160 kg
Hp = Weight x (
)
Keterangan :
- Weight :Pound (lb)
- Velocity : Mile per Hour (Mph)
*(sumber : http://www.ajdesigner.com)
8,8 Hp = 160 kg x (
)
8,8Hp/352.739 lb = (
)
Velocity = 0,2921 x 234
Velocity = 68,351 mph
Maka asumsi kecepatan maksimum
sepeda motor Yamaha Jupiter Z saat
kondisi standar pabrikan dengan
menggunakan rumus diatas adalahV=
110 km/jam
3.2. Data Modifikasi Pada Mesin Sepeda
Motor Yamaha Jupiter Z Tipe
Mesin (5TP 4-tak, Bore Up 180 cc)
Dengan Penerapan Metode High
Performance Tuning
3.2.1. Data Umum
1. Tipe Mesin : SOHC 2 valve/selinder
2. Diameter Piston (D) : 65,25 mm
3. Langkah Piston (H) : 54 mm
4. Volume Selinder : x x H
: x x 5,4= 180,5 cc
5. Rasio Kompresi : 11 : 1
6. Berat Kosong Kendaraan : 92 kg
Gambar 3.10.
Blok Selinder Sepeda motor Yamaha
Jupiter Z yang diteliti.
-
11
Gambar 3.11. Sepeda motor Yamaha
Jupiter Z yang diteliti.
3.2.2. Rekomendasi Disain Mesin Dengan Metode High Performance Tuning,
Yang Telah Diterangkan Pada
BAB II
Rekomendasi disain untuk mesin 5TP 4-tak,
Bore UP 180 cc, yang dijabarkan pada
subsubbab ini adalah kategori Full Race
untuk penggunaan kompetisi Drag Bike.
Dengan tujuan agar mesin dapat memberikan
karakter sebagai berikut :
1. Torsi Maksimum pada 9000 RPM
2. Daya Maksimum pada 12000 14000
RPM
3.2.2.1. Rekomendasi Diameter Port dan
Valve
Pada subsubbab ini memberikan rekomendasi
disain Head cylinder untuk mesin yang
dimaksud, agar memberikan Torsi maksimum
pada 9000 rpm.
Rekomendasi diameter inlet port dan inlet
valve :
IPa =
Inlet Port Area = 632,256
Kecepatan Gas (GS) pada inlet port :
GS = 280 ft/s pada 9000 rpm
= 85,344 m/s pada 9000 rpm
1. Rekomendasi Diameter Inlet Port(IPd):
Inlet Port Area = x
Diameter Inlet Port = r x2
IPd = 28,2 mm
2. Rekomendasi Diameter Inlet Valve
(IVd):
IVd = 34 mm
Rekomendasi diameter exhaust port dan
exhaust valve :
3. Rekomendasi Diameter Exhaust
Valve(EVd):
EVd = 28,2 mm
4. Rekomendasi Diameter Exhaust
Port(EPd):
EPd = 95-100% EVd
= 28 mm
3.2.2.2. Rekomendasi Ukuran Pipa Pada
Sistem Exhaust
1. Rekomendasi Panjang Pipa Exhaust
Header (P) P = 17,3 inchi
= 44cm
2. Rekomendasi Diameter Dalam Pipa
Exhaust Header(ID) =1,2 inchi =
30 mm
3.2.2.3. Rekomendasi Lift Valve dan
Durasi Camshaft
Tabel 3.5.
Data Rekomendasi camshaft untuk
Mesin Sepeda Motor Yamaha Jupiter Z
Tipe Mesin (5TP 4-tak, Bore Up 180 cc)
Dengan Penerapan Metode High
Performance Tuning.
-
12
3.2.2.4. Rekomendasi Ukuran Karburator
Pada Tabel 2.12.Data Diameter Venturi
Karburator, dapat diketahui kesesuaian
diameter venturi karburator dengan
volume selinder dan karakter performa
mesin.
Rekomendasi Ukuran Karburator :D =29 mm
3.2.3. Data Modifikasi Yang Sudah Diterapkan Untuk Mesin Sepeda
Motor Yamaha Jupiter Z Tipe
Mesin (5TP 4-tak, Bore Up 180 cc)
Dengan Penerapan Metode High
Performance Tuning
3.2.3.1. Data Head Cylinder
A. Port dan Valve
1. Diameter Inlet port : 28 mm
2. Diameter Inlet valve : 30 mm
3. Diameter Exhaust port : 27 mm
4. Diameter Exhaust valve : 28 mm
5. Kecepatan Gas (GS) pada inlet port :
Luas area inlet port (IPa):
Ipa = 0,954
GS = 287,8 ft/s
= 87,7 m/s pada 9000 rpm
Gambar 3.12.
Inlet Port dan Inlet Valve dengan
penerapan metode High Performance
Tuning.
Gambar 3.13.
Exhaust Port dan Exhaust Valve dengan
penerapan metode High Performance
Tuning.
Gambar 3.14. Ruang bakar dan posisi
katup (valve)
B. Camshaft
Tabel 3.6.
-
13
Data camshaft untuk Mesin Sepeda
Motor Yamaha Jupiter Z Tipe Mesin
(5TP 4-tak, Bore Up 180 cc), yang
digunakan
Catatan 3.4.:
Perbedaan tinggi angkatan katup
(maksimum valve lift) pada camshaft yang
digunakan berbeda dengan rekomendasi
(maksimum valve lift) yang diberikan oleh
Tabel 3.3 pada subbab (3.2.2.3.
Rekomendasi Lift Valve dan Durasi
Camshaft), hal ini disebabkan oleh
batasan kemampuan jarak tekan pegas
katup (spring valve) untuk membuka
katup, disebabkan juga batasan pilihan
panjang katup yang dibatasi oleh ruang
penempatan pegas katup (spring valve)
yang terbatas pada head cylinder.
Gambar 3.15.
Camshaft dengan penerapan metode
High Performance Tuning.
C. Data Pegas Valve (Spring Valve)
Tabel 3.7. Data pengujian
pegas katup yang
digunakan
Gambar 3.16. Pegas Katup Jepang
AHRS.
3.2.3.2. Data Sistem Exhaust
1. Diameter dalam pipa header, ID = 28
mm
2. Diameter dalam pipa sekunder, IDS = 34
mm
3. Panjang pipa primer (header) = 30
cm
4. Panjang pipa sekunder = 30
cm
Gambar 3.17.
-
14
Sistem Exhaust dengan penerapan
metode High Performance Tuning.
Catatan 3.5.:
Perbedaan panjang pipa primer (P)
(exhaust header) pada sistem exhaust
dengan rekomendasi panjang pipa primer
(P) (exhaust header) untuk penerapan
metode High Performance Tuning pada
subsubbab (3.2.2.2. Rekomendasi
Ukuran Pipa Pada Sistem Exhaust).
Dikarenakan pengaplikasian tabung untuk
peredam suara, yang dapat meningkatkan
hambatan pada aliran gas buang, dengan
memperpendek panjang pipa primer,
diasumsikan untuk menghindari efek
hambatan yang diakibatkan oleh
pengaplikasian tabung peredam suara.
3.2.3.3. Data Sistem Pengapian
Sistem pengapian untuk mesin sepeda
motor Yamaha Jupiter Z tipe mesin (5TP 4-
tak, Bore Up 180 cc) dengan penerapan
metode High Performance Tuning,
menggunakan modul pengapian multi stage
atau adjustable CDI. Pengapian jenis ini
memungkin tuner untuk dapat memilih
kurva pengapian terbaik untuk mesin dan
dapat menentukan batasan RPM mesin
maksimum (engine limiter).
Gambar 3.18. CDI Smart Click,
Bintang Racing Team
(BRT).
Data modul pengapian :
CDI Smart Click , Bintang Racing Team
(BRT)
Engine Limiter Level :
10000 sampai 18000 RPM
Pilihan Kurva Pengapian :
27 sampai 44BTDC
Untuk penerapan pada mesin yang
dimaksud adalah :
Engine Limiter Level : 14500 RPM
Pilihan Kurva Pengapian : maksimum
39BTDC pada 3000 14500 RPM
3.2.3.4. Ukuran Karburator
Karburator yang digunakan untuk
mesin ini adalah :
Keihin PE 28, dengan diameter
venturi karburator 28 mm.
Gambar 3.19. Karburator Keihin PE
28.
4) PENGUMPULAN DAN
PENGOLAHAN DATA
4.1. UjiDynotestPadaMesinSepeda Motor
Yamaha Jupiter Z TipeMesin (5TP
4-tak, Bore Up 180 cc)
DenganPenerapanMetodeHigh
Performance Tuning
Gambar 4.1. Uji Dynotest
Grafik 4.1.
HasilpengujianDynotestuntuksepeda
motor Yamaha Jupiter Z tipemesin
(5TP 4-tak, Bore Up 180 cc)
-
15
denganpenerapanmetodeHigh
Performance Tuning.
Tabel 4.1.
Data
hasilpengujianDynotestuntuksepeda
motor Yamaha Jupiter Z tipemesin
(5TP 4-tak, Bore Up 180 cc)
denganpenerapanmetodeHigh
Performance Tuning.
Catatan 4.1.:
UjiDynotestmenggunakanDynamometerje
nisDynojet 250i, padatemperaturruangan
28c.
Maksimum WHP=19,45 hppada
12100 rpm
MaksimumWheel Torque
(WT)=9,05ft-lbspada 9100 rpm
BHP maksimum =19,45 / 0,74
=26,2bhppada 12100 rpm
Torsi maksimum Fly Wheel
= Torsi maksimum roda/0,74
= 9,05 ft-lbs / 0,74
Torsi maksimum Fly Wheel
= 12,2 ft-lbs pada 9100 rpm
Tabel 4.2. Perbandingan Torsi
dan Daya
darihasilpengujianDyno
test.
4.2. UjiKonsumsiBahanBakarPada RPM
KonstanPadaMesinSepeda Motor
Yamaha Jupiter Z TipeMesin (5TP
4-tak, Bore Up 180 cc)
DenganPenerapanMetodeHigh
Performance Tuning
Pengujian dilakukan dengan langkah
langkah yang telah dijabarkan pada subbab
(3.4. Uji Konsumsi Bahan Bakar Pada
RPM Konstan). Dilakukan saat pukul 01:00
malam di lintasan sepi dan panjang.
-
16
A. Kondisi pengujian
Temperatur : 20 C
Bahan bakar : PERTAMAX biru
RPM pengujian : 10000 RPM (2000
RPM)
B. Hasil pengujian
Catatan penunjuk waktu (stopwatch)
Durasi pengujian : 12 detik dan 25 mili
detik
Durasi pengoperasian mesin (t)
= 11 detik (1 detik)
Bahan bakar yang terkonsumsi (Fc)
= 21,5cc(0,05cc)
Maka hasil pengujian konsumsi bahan bakar
pada 10000 RPM menunjukan bahwa laju
aliran konsumsi bahan bakar pada mesin
sepedamotor Yamaha Jupiter Z tipemesin
(5TP 4-tak, Bore Up 180 cc)
denganpenerapanmetodeHigh Performance
Tuning, adalah :
Fuel Flow = 117cc/menit pada 10000 rpm
= 7,02 liter/jam pada 10000 rpm
Tabel 4.3. Hasilpengujian
konsumsi bahan
bakar/laju aliran bahan
bakar
6.1. Kesimpulan
Terbukti bahwa penerapan disain metode
High Performance Tuning pada mesin sepeda
motor Yamaha Jupiter Z memberikan
peningkatan Daya maksimal pada mesin
sebesar 51%.
Dengan menerapkan suatu disain mesin
berdasarkan metode High Performance
Tuning pada mesin sepeda motor Yamaha
Jupiter Z. Terjadi perubahan karakter
performa mesin terhadap mesin tersebut,
sebagai berikut :
a) Mesin sepeda motor Yamaha Jupiter Z
spesifikasi standar :
- Torsi maksimum pada 5350 rpm
- Daya maksimum pada 7523 rpm.
b) Mesin sepeda motor Yamaha Jupiter Z
dengan metode High Performance Tuning:
- Torsi maksimum pada 9100 rpm
- Daya maksimum pada 12100 rpm.
Karakter performa suatu mesin motor bakar
4-langkah ditentukan oleh disain sistem
sirkulasi fluida, baik itu sistem aliran
campuran gas bakar bakar dan sistem aliran
gas sisa/buang. Komponen-komponen yang
berkaitan dengan sistem sirkulasi fluida
diantaranya :
Port dan Valve
Exhaust System
Camshaft dan mekanisme katup
(Valve Train).
Disain sistem aliran campuran gas bakar dan
gas sisa/buang, didasari dari tujuan
penggunaan mesin yang akan dirancang atau
dimodifikasi, baik itu untuk kebutuhan harian
ataupun untuk kebutuhan kompetisi.
Setelah menentukan disain sistem sirkulasi
fluida berdasarkan karakter keluaran
performa yang dinginkan pada suatu mesin
dengan kapasitas tertentu, maka dibutuhkan
kesesuaian disain pada beberapa komponen
terkait, diantaranya :
Ukuran karburator
Penyesuaian rasio kompresi
-
17
Penyesuaian derajat Timing
pengapian.
Terdapat perbedaan karakter yang mencolok
antara antara mesin dengan disain standar dan
mesin dengan metode High Performance
Tuning :
a) Mesin untuk penggunan harian, bertujuan
agar karakter mesin dapat memberikan
keluaran Torsi maksimum pada RPM
rendah dan keluaran puncak Daya pada
RPM menengah. Hal ini bertujuan agar
kendaraan memberikan kemampuan RPM
rendah yang baik dan jarang dioperasikan
untuk menghasilkan daya maksimal.
Karakter mesin yang mengutamakan
optimalisasi besaran torsi pada RPM
rendah akan memberikan besaran torsi
yang cendrung melemah pada RPM tinggi,
hal ini mengakibatkan mesin tidak dapat
memberikan raihan Daya yang maksimal.
b) Metode High Performance Tuning
bertujuan agar karakter mesin dapat
memberikan keluaran torsi maksimum
pada RPM tinggi, sehingga hasil perkalian
antara besaran torsi dengan tinggi RPM
maksimal yang mampu diraih oleh
mekanisme mesin akan menghasilkan
Daya (Hp) semaksimum mungkin hingga
batasan RPM mesin (engine RPM limiter),
dengan mengesampingkan raihan daya
pada RPM rendah.
Mesin dengan konsep kompetisi atau dengan
metode High Performance Tuning memiliki
perinsip yang berbeda dengan mesin standar.
Pada mesin High Performanceperinsipnya
adalah menentukan disain dan memanage
(managing) suatu mesin, agar memberikan
nilai efisiensi dan efektifitas terbaik dari
seluruh sistem pada mesin, terutama pada
sistem sirkulasi fluida bakar, untuk
difokuskan pada rentang RPM tinggi
maksimum.
DAFTAR PUSTAKA
Bell, Alexander G. 1981. FOUR STROKE
PERFORMANCE TUNING. London:
Haynes Publish.
Tim MOTOR Plus. 2009.KUMPULAN
TEKNIK KOREK MESIN 4-TAK.
Jakarta: PT.Gramedia Majalah.
http://www.ajdesigner.com/phphorsepower/h
orsepower_equation_trap_speed_met
hod_horsepower.php
http://www.epi-eng.
com/piston_engine_technology/engin
e_comparison_tools.htm
http://www.howstuffworks.com/turbo.htm
http://www.magicgoldring.com
http://www.saft7.com/dynotest-apaan-sih/